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Scudi in su
In alto sopra l'atmosfera terrestre, gli elettroni sfrecciano a una velocità prossima a quella della luce. Tali elettroni ultrarelativi, che costituiscono la banda esterna delle cinture di radiazione di Van Allen, possono sfrecciare intorno al pianeta in soli cinque minuti, bombardando qualsiasi cosa sul loro cammino. L'esposizione a tali radiazioni ad alta energia può devastare l'elettronica satellitare e comportare seri rischi per la salute degli astronauti.
Ora i ricercatori del MIT e altrove hanno identificato un limite difficile a quanto possono avvicinarsi gli elettroni ultrarelativistici. Non importa dove girino attorno all'equatore, non possono avvicinarsi di circa 11.000 chilometri dalla superficie del pianeta, nonostante la loro intensa energia.
Ciò che tiene a bada questa radiazione ad alta energia sembra non essere né il campo magnetico del pianeta né le onde radio a lungo raggio, ma piuttosto un fenomeno chiamato sibilo plasmasferico: onde elettromagnetiche a bassissima frequenza nell'alta atmosfera che, se riprodotte attraverso un altoparlante, assomigliano a rumore statico o bianco.
I risultati della squadra, pubblicati in Natura , si basano sui dati raccolti dalle sonde Van Allen della NASA, due velivoli gemelli che orbitano nel difficile ambiente delle cinture di radiazioni Van Allen. Ogni sonda è progettata per resistere al costante bombardamento di radiazioni al fine di misurare il comportamento degli elettroni ad alta energia nello spazio.
Dopo aver analizzato i primi 20 mesi di dati restituiti dalle sonde, i ricercatori hanno osservato una barriera estremamente netta contro gli elettroni ultrarelativi. Questa barriera è rimasta stabile anche contro una tempesta solare, che ha spinto gli elettroni verso la terra in modo graduale nell'ottobre 2013.
Il gruppo ha scoperto che la barriera naturale potrebbe essere dovuta a un'interazione tra gli elettroni in arrivo e il sibilo plasmasferico. Questa conclusione si basava sulla misurazione delle sonde Van Allen dell'angolo di beccheggio degli elettroni, il grado in cui il movimento di un elettrone è parallelo o perpendicolare al campo magnetico del pianeta. I ricercatori hanno scoperto che il sibilo plasmasferico agisce lentamente per ruotare i percorsi degli elettroni, facendoli cadere nell'atmosfera superiore su una traiettoria parallela a una linea del campo magnetico. Nell'atmosfera, è probabile che entrino in collisione con atomi neutri e scompaiano.
È un fenomeno molto insolito, straordinario e pronunciato, afferma John Foster, direttore associato dell'Osservatorio Haystack del MIT. Ciò che questo ci dice è che se hai parcheggiato un satellite o una stazione spaziale in orbita con gli umani appena dentro questa barriera impenetrabile, ti aspetteresti che abbiano vite molto più lunghe. È una buona cosa da sapere.